CN101800357A

CN101800357A - 双频印刷式单极天线

Info

Publication number: CN101800357A
Application number: CN200910006928A
Authority: CN
Inventors: 黄智勇
Original assignee: Arcadyan Technology Corp
Current assignee: Arcadyan Technology Corp
Priority date: 2009-02-09
Filing date: 2009-02-09
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2029-02-09
Also published as: CN101800357B

Abstract

本发明揭露一种双频印刷式单极天线，其是为一矩形构造，包含有：一第一辐射单元；一第二辐射单元；一匹配单元；一第一匹配单元；一第二匹配单元；一讯号馈入端；以及一馈入讯号接地端。藉此有效缩小天线尺寸，以符合现今应用在各种尺寸日益轻巧的无线电子装置中。

Description

双频印刷式单极天线

技术领域

本发明是有关于无线通信用天线，特别是关于一种双频印刷式单极天线。

背景技术

在科技发展日新月异的现今时代中，为因应人们对通讯的需求，多种尺寸轻巧的天线被开发出来，以应用在各种尺寸日益轻巧的手持式电子装置中，(例如移动电话或笔记型电脑)或无线传输装置(例如AP，Access Point，访问节点)中。举例来说，结构轻巧、传输效能良好且可轻易设置在手持式电子装置内壁的平面倒F型天线(Planar Inverse-F Antenna，PIFA)便是一例。并被广泛地应用在各种手持式电子装置的无线传输装置、笔记型电脑或无线通讯装置中。但习知PIFA双频天线尺寸较大，易占空间，对于电子装置更进一步微型化的要求将难以达成。

因此，如何研发出一种双频印刷式单极天线，可有效缩小天线尺寸，以符合现今应用在各种尺寸日益轻巧的无线电子装置中，将是本发明所欲积极探讨之处。

发明内容

本发明提出一种双频印刷式单极天线，其主要目的为解决习知天线结构，其尺寸较大，易占空间的问题。

本发明为一种双频印刷式单极天线，其是为一矩形构造印刷于一基板的第一面，其中该矩形构造的周缘依序形成一第一边、一第二边、一第三边及一第四边，该双频印刷式单极天线包含有：一第一辐射单元，其是为一带状结构并设于该矩形构造的周缘内侧，该带状结构自该第一边沿该第二边延伸至该第三边，并于该第三边向该第一边的方向弯折延伸形成；一第二辐射单元，其是为一带状结构并设于该矩形构造的周缘内侧，该带状结构自该第一边沿该第四边延伸至该第三边形成；一匹配单元，其形成于该第一辐射单元及该第二辐射单元之间，并使该第一辐射单元及该第二辐射单元电性相接；一讯号馈入端，其与该第二辐射单元电性连接；以及一馈入讯号接地端，其中该馈入讯号接地端与该讯号馈入端相邻设置于该基板的第一面。

较佳者，本发明该第一辐射单元、该第二辐射单元、该匹配单元以及该讯号馈入端是为一体成形的金属结构。

较佳者，本发明该匹配单元包含一槽孔，通过改变该槽孔的形状和大小以调整该第一辐射单元及该第二辐射单元的天线阻抗匹配。

较佳者，本发明该匹配单元的该槽孔的形状为一L形。

较佳者，本发明更包括一第一匹配单元，其设于该第一辐射单元，并形成于该矩形构造的周缘外侧。

较佳者，本发明该第一匹配单元与该第一辐射单元是为一体成形的金属结构。

较佳者，本发明更包括一第二匹配单元，其设于该第二辐射单元，并形成于该矩形构造的周缘内侧。

较佳者，本发明该第二匹配单元与该第二辐射单元是为一体成形的金属结构。

较佳者，本发明该第一匹配单元或该第二匹配单元的形状为一四边形或矩形。

较佳者，本发明更包含一馈入线耦接于该讯号馈入端。

较佳者，本发明该第一辐射单元的长度为其工作频率的共振波长的四分之一长度。

较佳者，本发明该第二辐射单元的长度为其工作频率的共振波长的四分之一长度。

较佳者，本发明该第一辐射单元操作于第一工作频率，该第二辐射单元操作于第二工作频率，其中第一工作频率小于第二工作频率。

较佳者，本发明该第一工作频率适用于IEEE 802.11b/g/n(2400～2500MHz)以及该第二工作频率适用于IEEE 802.11a(4900～5850MHz)。

较佳者，本发明该馈入讯号接地端更包含一第一馈入讯号接地端以及一第二接地端，其中该第一馈入讯号接地端及该第二接地端于该基板的第一面形成并使该讯号馈入端设于该第一馈入讯号接地端及该第二接地端之间。

较佳者，本发明该馈入讯号接地端更包含一第一馈入讯号接地端以及一第三接地端，其中该第一馈入讯号接地端与该讯号馈入端相邻设置于该基板的第一面，而该第三接地端于该基板的第二面形成。

较佳者，本发明该馈入讯号接地端，该第三接地端形成于该基板的第二面的位置是与该第一馈入讯号接地端相对应。

较佳者，本发明该馈入讯号接地端更包含一第一馈入讯号接地端、一第二接地端以及一第三接地端，其中该第一馈入讯号接地端及该第二接地端于该基板的第一面形成并使该讯号馈入端设于该第一馈入讯号接地端及该第二接地端之间，而该第三接地端于该基板的第二面形成。

较佳者，本发明该馈入讯号接地端，该第三接地端形成于该基板的第二面的位置是与该第一馈入讯号接地端与该第二接地端相对应。

较佳者，本发明该双频印刷式单极天线是设置于该基板的其中一个角落。

本发明为一种双频印刷式单极天线，其是为一矩形构造印刷于一基板的第一面，其中该矩形构造的周缘依序形成一第一边、一第二边、一第三边及一第四边，该双频印刷式单极天线包含有：一第一辐射单元，其是为一带状结构并设于该矩形构造的周缘内侧，该带状结构自该第一边沿该第二边延伸至该第三边，并于该第三边向该第一边的方向弯折延伸形成；一第二辐射单元，其是为一带状结构并设于该矩形构造的周缘内侧，该带状结构自该第一边沿该第四边延伸至该第三边形成；一匹配单元，其形成于该第一辐射单元及该第二辐射单元之间，并使该第一辐射单元及该第二辐射单元电性相接；一第一匹配单元，其设于该第一辐射单元，并形成于该矩形构造的周缘外侧；一第二匹配单元，其设于该第二辐射单元，并形成于该矩形构造的周缘内侧；一讯号馈入端，其与该第二辐射单元电性连接；以及一馈入讯号接地端，其具有一第一馈入讯号接地端、一第二接地端以及一第三接地端，其中该第一馈入讯号接地端及该第二接地端于该基板的第一面形成并使该讯号馈入端设于该第一馈入讯号接地端及该第二接地端之间，而该第三接地端于该基板的第二面形成。

较佳者，本发明该第一辐射单元、该第二辐射单元、该匹配单元、该第一匹配单元、该第二匹配单元以及该讯号馈入端是为一体成形的金属结构。

较佳者，本发明该匹配单元的该槽孔的形状为一L形。

较佳者，本发明更包含一馈入线耦接于该讯号馈入端。

较佳者，本发明该双频印刷式单极天线可以成对设置于该基板的上，其中成对设置的该双频印刷式单极天线的该第一辐射单元、该第二辐射单元、该匹配单元、该第一匹配单元、该第二匹配单元、该讯号馈入端以及该第一馈入讯号接地端是为对称设置，该第二接地端以及该第三接地端是为共用设置。

较佳者，本发明成对设置的该双频印刷式单极天线设置于该基板的其中两个对称的角落。

藉此，本发明的双频印刷式单极天线，可有效缩小天线尺寸，以符合现今应用在各种尺寸日益轻巧的无线电子装置中。

附图说明

图1A为本发明的较佳具体实施例的正面视图；

图1B为本发明的较佳具体实施例的背面视图；

图1C为本发明接上馈入线一较佳具体实施例的正面视图；

图1D为本发明接上馈入线另一较佳具体实施例的正面视图；

图1E为根据前述本发明的较佳具体实施例的频率对电压驻波比的量测图；

图1F为根据图1A所述的较佳具体实施例的Y-Z平面所测量的天线场型图；

图1G为根据图1A所述的较佳具体实施例的Z-X平面所测量的天线场型图；

图1H为根据图1A所述的较佳具体实施例的X-Y平面所测量的天线场型图；

图1I为根据图1A所述的较佳具体实施例的Y-Z平面所测量的天线场型图；

图1J为根据图1A所述的较佳具体实施例的Z-X平面所测量的天线场型图；

图1K为根据图1A所述的较佳具体实施例的X-Y平面所测量的天线场型图；

图1L为根据图1A所述的较佳具体实施例的Y-Z平面所测量的天线场型图；

图1M为根据图1A所述的较佳具体实施例的Z-X平面所测量的天线场型图；

图1N为根据图1A所述的较佳具体实施例的X-Y平面所测量的天线场型图；

图2A为本发明使用两支双频印刷式单极天线的较佳具体实施例的正面视图；

图2B为本发明使用两支双频印刷式单极天线的较佳具体实施例的背面视图；

图3为根据前述本发明的较佳具体实施例的天线隔离度测试结果的量测图。

附图标记说明：

1-双频印刷式单极天线；2-讯号馈入端；3-第一馈入讯号接地端；301-第二接地端；302-第三接地端；4-基板；5-馈入线；6-第一辐射单元；7-第二辐射单元；8-匹配单元；10-第一匹配单元；11-第二匹配单元。

具体实施方式

为充分了解本发明的目的、特征及功效，兹通过下述具体的实施例，并配合所附的图式，对本发明做一详细说明，说明如后：

图1A、图1B、图1C及图1D分别为本发明的较佳具体实施例的正面视图、背面视图、接上馈入线一较佳具体实施例的正面视图及接上馈入线另一较佳具体实施例的正面视图，请同时参考图1A、图1B及图1C，本发明为一种双频印刷式单极天线1，其是为一矩形构造印刷于一基板4的第一面，其中该矩形构造的周缘依序形成一第一边、一第二边、一第三边及一第四边，该双频印刷式单极天线1包含有：一第一辐射单元6，其是为一带状结构并设于该矩形构造的周缘内侧，该带状结构自该第一边沿该第二边延伸至该第三边，并于该第三边向该第一边的方向弯折延伸形成，通过调整该带状结构的长宽可以控制该第一辐射单元6的操作频段和操作频宽，其中较佳是调整该第一辐射单元6的长度为其工作频率(例如，4.9GHz至5.875GHz，但不限于此)的共振波长的四分之一长度；一第二辐射单元7，其是为一带状结构并设于该矩形构造的周缘内侧，该带状结构自该第一边沿该第四边延伸至该第三边形成，同样地，通过调整该带状结构的长宽可以控制该第二辐射单元7的操作频段和操作频宽，其中较佳是调整该第二辐射单元7的长度为其工作频率(例如，2.4GHz至2.5GHz，但不限于此)的共振波长的四分之一长度；一匹配单元8，其形成于该第一辐射单元6及该第二辐射单元7之间，并使该第一辐射单元6及该第二辐射单元7电性相接，通过调整该匹配单元8的形状和大小可以控制该双频天线的阻抗匹配，以使该双频天线达到良好的电压驻波比(VSWR)输出，其中较佳是该匹配单元8更包含一槽孔，通过调整该槽孔的形状和大小可以控制该双频天线的阻抗匹配，且较佳是该槽孔的形状为一L形；一第一匹配单元10，其设于该第一辐射单元6，并形成于该矩形构造的周缘外侧，通过调整该第一匹配单元10的形状和大小可以控制该第一辐射单元6的阻抗匹配，以产生对应的频带讯号输出，一般来说，该第一匹配单元10的形状较佳是为一四边形，尤其是矩形；一第二匹配单元11，其设于该第二辐射单元7，并形成于该矩形构造的周缘内侧，通过调整该第二匹配单元11的形状和大小可以控制该第一辐射单元7的阻抗匹配，以产生对应的频带讯号输出，一般来说，该第二匹配单元11的形状较佳是为一四边形，最好是矩形；一讯号馈入端2，其与该第二辐射单元7电性连接；以及一馈入讯号接地端，其具有一第一馈入讯号接地端3、一第二接地端301以及一第三接地端302，其中该第一馈入讯号接地端3及该第二接地端301于该基板4的第一面形成并使该讯号馈入端2设于该第一馈入讯号接地端3及该第二接地端301之间，而该第三接地端302于该基板4的第二面形成，其中该第三接地端302形成于该基板4的第二面的位置是与该第一馈入讯号接地端3及该第二接地端301相对应。使用者可依产品需求调整该第一馈入讯号接地端3、该第二接地端301以及该第三接地端302的大小及形状。一般来说，为使天线获得较佳收发效能及降低制造成本，较佳是该第一辐射单元6、该第二辐射单元7、该匹配单元8、该第一匹配单元10、该第二匹配单元11以及该讯号馈入端2是为一体成形的金属结构，而通过调整该第一馈入讯号接地端3、该第二接地端301以及该第三接地端302的形状和大小可以降低天线的回流损失(Return Loss)和提高天线的增益(Gain)。为使天线讯号能够顺利传输，较佳是更包含一馈入线5耦接于该讯号馈入端2，一较佳具体实施例的馈入线5是使用一微带线(如图1D所示)，其中该微带线的输入阻抗较佳是为50欧姆。而另一较佳具体实施例的馈入线5是使用一讯号馈入缆线(如图1C所示)。而以上所述本发明的双频印刷式单极天线1是设置于该基板4的其中一个角落，而另一种方式是该双频印刷式单极天线1可以成对设置于该基板4，较佳是成对设置的该双频印刷式单极天线1设置于该基板4的其中两个相对称的角落，其中该第一辐射单元6、该第二辐射单元7、该匹配单元8、该第一匹配单元10、该第二匹配单元11、该讯号馈入端2以及该第一馈入讯号接地端3是为相对称设置，该第二接地端301以及该第三接地端302是为共用设置，习知此技术者应可轻易理解上述结构及设置方式，在此不另加赘述。

图1E为根据前述本发明的较佳具体实施例的频率对电压驻波比的量测图，请参考图1E，当以电压驻波比(VSWR)为2做为基准时，由实际量测可得知本发明的双频印刷式单极天线在其对应的双频工作频宽上，确实具有良好的信号收发效能，而重点是本发明的双频印刷式单极天线较习知双频印刷式单极天线尺寸更为精巧。

图1F至图1H分别为根据图1A所述的较佳具体实施例的Y-Z平面、Z-X平面及X-Y平面所测量的天线场型图，其分别测量了2.4GHz至2.5GHz的频率，由图1F至图1H显示，在前述的频段中，本发明的双频印刷式单极天线在各个平面及方向上确实均具有良好的信号收发效能。

图1I至图1K分别为根据图1A所述的较佳具体实施例的Y-Z平面、Z-X平面及X-Y平面所测量的天线场型图，其分别测量了4.9GHz至5.35GHz的频率，由图1I至图1K显示，在前述的频段中，本发明的双频印刷式单极天线在各个平面及方向上确实亦均具有良好的信号收发效能。

图1L至图1N分别为根据图1A所述的较佳具体实施例的Y-Z平面、Z-X平面及X-Y平面所测量的天线场型图，其分别测量了5.47GHz至5.875GHz的频率，由图1L至图1N显示，在前述的频段中，本发明的双频印刷式单极天线在各个平面及方向上确实亦均具有良好的信号收发效能。

图2A及图2B分别为本发明使用两支双频印刷式单极天线的较佳具体实施例的正面视图及背面视图，请同时参考图2A及图2B并配合图1A及图1B，为使天线的讯号收发性能更好，使用者可将本发明的双频印刷式单极天线1同时印刷于基板4上，一般来说，两支双频印刷式单极天线1构成的方式较佳是采对称配置，以达到最佳的讯号收发效果。

图3为根据前述本发明的两支双频印刷式单极天线的较佳具体实施例的两支天线的隔离度(Isolation)测试结果的量测图，请参考图3，当以-15dB做为基准时，由实际量测亦再度证明本发明的双频印刷式单极天线之间确实有效隔离并具有良好的信号收发效能。

由以上所述可以清楚地明了，本发明是提供一种双频印刷式单极天线，可有效缩小天线尺寸，以符合现今应用在各种尺寸日益轻巧的无线电子装置中。

以上已将本发明专利申请案做一详细说明，以上所述，仅为本发明专利申请案的较佳实施例而已，当不能限定本发明专利权利要求的范围。即凡依本发明专利申请案权利要求范围所作的均等变化与修饰等，皆应仍属本发明专利申请案的专利涵盖范围内。

Claims

1.一种双频印刷式单极天线，其是为一矩形构造印刷于一基板的第一面，其中该矩形构造的周缘依序形成一第一边、一第二边、一第三边及一第四边，其特征在于，该双频印刷式单极天线包含有：

一第一辐射单元，其是为一带状结构并设于该矩形构造的周缘内侧，该带状结构自该第一边沿该第二边延伸至该第三边，并于该第三边向该第一边的方向弯折延伸形成；

一第二辐射单元，其是为一带状结构并设于该矩形构造的周缘内侧，该带状结构自该第一边沿该第四边延伸至该第三边形成；

一匹配单元，其形成于该第一辐射单元及该第二辐射单元之间，并使该第一辐射单元及该第二辐射单元电性相接；

一第一匹配单元，其设于该第一辐射单元，并形成于该矩形构造的周缘外侧；

一第二匹配单元，其设于该第二辐射单元，并形成于该矩形构造的周缘内侧；

一讯号馈入端，其与该第二辐射单元电性连接；以及

一馈入讯号接地端，其具有一第一馈入讯号接地端、一第二接地端以及一第三接地端，其中该第一馈入讯号接地端及该第二接地端于该基板的第一面形成并使该讯号馈入端设于该第一馈入讯号接地端及该第二接地端之间，而该第三接地端于该基板的第二面形成。

2.如权利要求第1所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该第三接地端形成于该基板的第二面的位置是与该第一馈入讯号接地端及该第二接地端相对应。

3.如权利要求第1所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，更包含一馈入线耦接于该讯号馈入端。

4.如权利要求第1所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该第一辐射单元供操作于第一工作频率，该第二辐射单元供操作于第二工作频率，其中第一工作频率小于第二工作频率。

5.如权利要求第1所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该匹配单元更包含一槽孔，通过改变该槽孔的大小以调整该第一辐射单元及该第二辐射单元的天线阻抗匹配。

6.如权利要求第1所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该第一匹配单元或该第二匹配单元的形状为一四边形。

7.如权利要求第1所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该双频印刷式单极天线是设置于该基板的其中一个角落。

8.如权利要求第1所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该双频印刷式单极天线是成对设置于该基板。

9.如权利要求第8所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，在所述成对设置的双频印刷式单极天线中，该第一辐射单元、该第二辐射单元、该匹配单元、该第一匹配单元、该第二匹配单元、该讯号馈入端以及该第一馈入讯号接地端是为相对称设置，该第二接地端以及该第三接地端是为共用设置。

10.如权利要求第8所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，成对设置的该双频印刷式单极天线设置于该基板的其中两个相对称的角落。

11.一种双频印刷式单极天线，其是为一矩形构造印刷于一基板的第一面，其中该矩形构造的周缘依序形成一第一边、一第二边、一第三边及一第四边，其特征在于，该双频印刷式单极天线包含有：

一讯号馈入端，其与该第二辐射单元电性连接；以及

一馈入讯号接地端，其与该讯号馈入端相邻设置于该基板的第一面。

12.如权利要求第11所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该第一辐射单元、该第二辐射单元、该匹配单元以及该讯号馈入端是为一体成形的金属结构。

13.如权利要求第11所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该馈入讯号接地端更包含一第一馈入讯号接地端以及一第二接地端，其中该第一馈入讯号接地端及该第二接地端于该基板的第一面形成并使该讯号馈入端设于该第一馈入讯号接地端及该第二接地端之间。

14.如权利要求第11所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该馈入讯号接地端更包含一第一馈入讯号接地端以及一第三接地端，其中该第一馈入讯号接地端与该讯号馈入端相邻设置于该基板的第一面，而该第三接地端于该基板的第二面形成，且该第三接地端形成于该基板的第二面的位置是与该第一馈入讯号接地端相对应。

15.如权利要求第11所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该馈入讯号接地端更包含一第一馈入讯号接地端、一第二接地端以及一第三接地端，其中该第一馈入讯号接地端及该第二接地端于该基板的第一面形成并使该讯号馈入端设于该第一馈入讯号接地端及该第二接地端之间，而该第三接地端于该基板的第二面形成，该第三接地端形成于该基板的第二面的位置是与该第一馈入讯号接地端与该第二接地端相对应。

16.如权利要求第11所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该第一辐射单元供操作于第一工作频率，该第二辐射单元供操作于第二工作频率，其中第一工作频率小于第二工作频率。

17.如权利要求第11所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该匹配单元更包含一槽孔，通过改变该槽孔的大小以调整该第一辐射单元及该第二辐射单元的天线阻抗匹配。

18.如权利要求第11所述的双频印刷式单极天线，其特征在于，该双频印刷式单极天线是设置于该基板的其中一个角落。